单缝的夫琅禾费衍射课件_第1页
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文档简介

1、12-8 单缝的夫琅禾费衍射一、单缝的夫琅禾费衍射 :缝宽S: 单色线光源*S f f a透镜L透镜LpAB缝平面观察屏0 : 衍射角光路图: 中央明纹(中心) 单缝的两条边缘光束 AP 和BP 的光程差,可由图示的几何关系得到:*S f f apAB0光程差的计算a12BA半波带半波带12两相邻半波带上对应点发的光在P 处干涉相消形成暗纹。/2半波带半波带1212 当 时,可将缝分为两个“半波带”1. 菲涅耳半波带法 在波阵面上截取一个条状带,使它上下两边缘发的光在屏上p处的光程差为 ,此带称为半波带。/2衍射图样的讨论 (P 处近似为明纹中心)a/2BAaBA/2(P处干涉相消形成暗纹)*

2、S f fapAB0当时,可将缝分成三个“半波带”当时,可将缝分成四个“半波带”暗纹明纹(中心) 中央明纹(中心) 上述暗纹和中央明纹(中心)的位置是准确的,其余明纹中心的实际位置较上稍有偏离。2.明暗纹条件由半波带法可得明暗纹条件为:光强分布干涉相消(暗纹)干涉加强(明纹)当 较小时,衍射图样衍射图样中各级条纹的相对光强如图所示. /a-( /a)2( /a)-2( /a)0.0470.017 1I / I0 0相对光强曲线0.0470.017sin中央极大值对应的明条纹称 中央明纹。中央极大值两侧的其他明条纹称 次极大。中央极大值两侧的各极小值称暗纹。明纹宽度xI0 x1x2衍射屏透镜观测

3、屏x0 f1A. 中央明纹 当 时,1 级暗纹对应的衍射角 由 得:中央明纹的半角宽度角宽度为线宽度为xI0 x1x2衍射屏透镜观测屏x0 f1B. 次极大 前提仍然是很小明纹宽度缝宽变化对条纹的影响知,缝宽越小,条纹宽度越宽,此时屏幕呈一片明亮;I0sin几何光学是波动光学在/a0时的极限情形 , 此时屏幕上只显出单 一的明条纹单缝的几何光学像。当 时,当 时,由 单缝宽度变化,中央明纹宽度如何变化?波长对条纹宽度的影响 波长越长,条纹宽度越宽。仍由 知越大, 越大,衍射效应越明显. 入射波长变化,衍射效应如何变化 ?单缝衍射的动态变化单缝上移,零级明纹仍在透镜光轴上. 单缝上下移动,根据透

4、镜成像原理衍射图不变 . 单缝前后移动,根据透镜成像原理衍射图不变 .例题12-14 水银灯发出的波长为546nm的绿色平行光,垂直入射于宽0.437mm的单缝,缝后放置一焦距为40cm的透镜,试求在透镜焦面上出现的衍射条纹中央明纹的宽度。 解:两个第一级暗纹中心间的距离即为中央明纹 宽度,对第一级暗条纹(k=1)求出其衍射角中央明纹的角宽度式中 很小透镜焦面上出现中央明纹的宽度中央明纹的宽度与缝宽a成反比,单缝越窄,中央明纹越宽。例题12-15 设一监视雷达位于路边d =15m处,雷达波的波长为30mm,射束与公路成15角,天线宽度a = 0.20m。试求:该雷达监视范围内公路长L =?daL1150解:将雷达波束看成是单缝衍射的0 级明纹由有如图:daL1150入射光非垂直入射时光程差的计算

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